Le salut par la douceur - comment un agent pathogène de la canne à sucre ouvre une nouvelle ère dans la découverte d'antibiotiques.
"Nous pensons qu'il s'agit de l'un des nouveaux antibiotiques candidats les plus intéressants depuis de nombreuses années.
Une puissante toxine végétale dotée d'une méthode unique pour tuer les bactéries nocives est apparue comme l'un des nouveaux candidats antibiotiques les plus puissants depuis des décennies. L'antibiotique, appelé albicidine, est produit par la bactérie phytopathogène Xanthomonas albilineans, qui cause la maladie dévastatrice de l'échaudure des feuilles de la canne à sucre. On pense que l'albicidine est utilisée par l'agent pathogène pour attaquer la plante, ce qui permet sa propagation. On sait depuis un certain temps que l'albicidine est très efficace pour tuer les bactéries, notamment E. coli et S. aureus. Ces superbactéries, connues pour leur résistance croissante aux antibiotiques existants, ont fait naître un besoin vital de nouveaux médicaments efficaces.
Une sculpture représentant une poche de fixation de l'albicidine, une pilule antibiotique et une boîte de Pétri pour symboliser la menace que représentent les bactéries.
Alina Kurokhtina
Malgré son potentiel antibiotique et sa faible toxicité dans les expériences précliniques, le développement pharmaceutique de l'albicidine a été entravé parce que les scientifiques ne savaient pas précisément comment elle interagissait avec sa cible, l'enzyme bactérienne ADN gyrase (gyrase). Cette enzyme se lie à l'ADN et, par une série de mouvements élégants, l'entortille, un processus connu sous le nom de superenroulement qui est vital pour le bon fonctionnement des cellules.
Aujourd'hui, le groupe de recherche du Dr Dmitry Ghilarov au John Innes Centre, ainsi que les laboratoires du professeur Roderich Süssmuth de la Technische Universität Berlin (Allemagne) et du professeur Jonathan Heddle de l'université Jagiellonian (Pologne), ont exploité les progrès de la microscopie cryo-électronique pour obtenir un premier cliché de l'albicidine liée à la gyrase.
Ils ont montré que l'albicidine forme une forme en L, ce qui lui permet d'interagir à la fois avec la gyrase et l'ADN d'une manière unique. Dans cet état, la gyrase ne peut plus se déplacer pour rapprocher les extrémités de l'ADN. L'effet de l'albicidine s'apparente à une clé à molette jetée entre deux engrenages.
La façon dont l'albicidine interagit avec la gyrase est suffisamment différente des antibiotiques existants pour que la molécule et ses dérivés soient susceptibles d'être efficaces contre de nombreuses bactéries actuellement résistantes aux antibiotiques.
"Il semble que, par la nature de l'interaction, l'albicidine cible une partie vraiment essentielle de l'enzyme et qu'il soit difficile pour les bactéries d'y développer une résistance", a déclaré le Dr Ghilarov. "Maintenant que nous avons une compréhension structurelle, nous pouvons chercher à exploiter davantage cette poche de liaison et apporter plus de modifications à l'albicidine pour améliorer son efficacité et ses propriétés pharmacologiques."
Ce travail a déjà commencé : l'équipe a utilisé ses observations pour synthétiser chimiquement des variantes de l'antibiotique aux propriétés améliorées. Lors des tests, ces variantes se sont révélées efficaces contre certaines des infections bactériennes nosocomiales les plus dangereuses, notamment Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae, Pseudomonas aeruginosa et Salmonella typhimurium.
Le Dr Ghilarov a déclaré : "Nous pensons qu'il s'agit de l'un des nouveaux candidats antibiotiques les plus intéressants depuis de nombreuses années. Il présente une efficacité extrêmement élevée à de faibles concentrations et est très puissant contre les bactéries pathogènes - même celles qui résistent aux antibiotiques largement utilisés comme les fluoroquinolones."
"Cette molécule existe depuis des décennies", poursuit le Dr Ghilarov, "Maintenant, les progrès de la microscopie cryo-électronique ont permis de déterminer les structures des complexes protéine-ADN les plus élaborés. Être la première personne à voir la molécule liée à sa cible et comment elle fonctionne est un immense privilège, et la meilleure récompense que l'on puisse avoir en tant que scientifique. Mais ce travail est un grand effort d'équipe, et nous n'y serions pas parvenus sans nos collègues européens."
La prochaine étape de cette recherche consiste à s'engager auprès de collaborateurs universitaires et industriels, et à rechercher des financements pour faire avancer la recherche jusqu'aux essais cliniques sur l'homme. Cela pourrait conduire au développement d'une nouvelle classe d'antibiotiques dont le besoin est urgent face à la menace mondiale de la résistance aux antimicrobiens (RAM).
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
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